Những hoạt động nghiên cứu tại Viện Công nghệ sinh học tập trung vào 6 hướng chính:

1. Nghiên cứu hệ gen học, hệ protein học và tin sinh học

Nghiên cứu các đặc điểm của hệ gen và hệ protein của người Việt Nam. Nghiên cứu cấu trúc, chức năng của các gen và protein có giá trị từ nguồn tài nguyên sinh vật Việt Nam.

Ứng dụng các kỹ thuật sinh học phân tử trong phân loại, xác định và bảo tồn sự đa dạng nguồn gen các loài động vật, thực vật và vi sinh vật.

Xây dựng các cơ sở dữ liệu và cung cấp thông tin trực tuyến về hệ gen học, hệ protein học và tin sinh học.

2. Công nghệ gen

Nghiên cứu phát triển các protein dược phẩm tái tổ hợp.

Nghiên cứu phát triển các vaccine tái tổ hợp dùng trong nông nghiệp và y tế.

Nghiên cứu phát triển các bộ sinh phẩm trên cơ sở protein tái tổ hợp và kháng thể dùng trong nông nghiệp, y tế và bảo vệ môi trường.

Đánh giá, chọn tạo và khai thác các chủng vi sinh vật mới có ích trong nông nghiệp, dược phẩm, chế biến thực phẩm và xử lý ô nhiễm môi trường.

Phát triển các hệ thống lên men, các công nghệ nền nhằm nâng cao hiệu quả biểu hiện của các chủng vi sinh trong việc sản xuất các loại protein tái tổ hợp và các chất có hoạt tính sinh học.

4. Công nghệ sinh học protein và enzyme

Tinh sạch và cải biến theo hướng có lợi các  enzyme có tính thương mại cao.

Sàng lọc các protein đích có giá trị sinh dược.

Thiết kế và phát triển các peptide có hoạt tính sinh học.

Phát triển các công nghệ tế bào thực vật phục vụ cho công tác bảo tồn và nhân nhanh các giống cây trồng và nguồn gen thực vật quý.

Cải thiện các tính trạng của cây trồng bằng phương pháp chọn dòng tế bào và chuyển gen nhằm tạo giống có chất lượng cao và có khả năng chống chịu tốt hơn.

Sử dụng các phương pháp công nghệ sinh học nhằm kiểm soát khả năng sinh sản của vật nuôi  lưu giữ tinh trùng, thụ tinh nhân tạo, cấy chuyển phôi, bảo tồn đa dạng sinh học.

Phát triển công nghệ tế bào gốc phục vụ trị liệu. Xây dựng các hệ thống nuôi cấy tế bào động vật phục vụ công tác chẩn đoán và sản xuất protein tái tổ hợp.

Nghiên cứu tạo động vật chuyển gen và động vật nhân bản.